《高中物理选修313.5运动电荷在磁场中受到的力公开课教学示范课市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理选修313.5运动电荷在磁场中受到的力公开课教学示范课市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件.pptx（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 北极光北极光3-5、磁场对运动电荷作磁场对运动电荷作用力用力山东省牟平第一中学山东省牟平第一中学 王朝纲王朝纲第1页学习目标：1 1、知道什么是洛伦兹力、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛利用左手定则判断洛伦兹力方向伦兹力方向.2 2、知道洛伦兹力大小推理过程、知道洛伦兹力大小推理过程.3 3、掌握垂直进入磁场方向带电粒子，受到洛伦、掌握垂直进入磁场方向带电粒子，受到洛伦兹力大小计算兹力大小计算.4 4、了解、了解v v和和B B垂直时洛伦兹力大小及方向判断垂直时洛伦兹力大小及方向判断.了解洛伦兹力对电荷不做功了解洛伦兹力对电荷不做功.5 5、了解电视显像管工作原理、了解电视显像管工作原
2、理第2页一、温故知新：一、温故知新：1 1、安培力定义：、安培力定义：磁场对通电导线作用力磁场对通电导线作用力方向判断：方向判断：左手定则左手定则大小计算：大小计算：2、电流是怎样形成？电流是怎样形成？经过以上内容回顾，请你经过以上内容回顾，请你猜测猜测一下通电导一下通电导线在磁场中受安培力力本质是什么？线在磁场中受安培力力本质是什么？电流是由电荷定向移动形成电流是由电荷定向移动形成磁场对运动电荷有力作用磁场对运动电荷有力作用第3页试验验证试验验证：阴极射线在磁场中偏转：阴极射线在磁场中偏转1 1、没有磁场时，接通高压电源能够观察到什么现象。、没有磁场时，接通高压电源能够观察到什么现象。2 2
3、、光束实质上是什么？、光束实质上是什么？3 3、若在电子束路径上加磁场，能够观察到什么现象？、若在电子束路径上加磁场，能够观察到什么现象？4 4、改变磁场方向，经过观查从而判断运动电子在各个方、改变磁场方向，经过观查从而判断运动电子在各个方向磁场中受力方向。向磁场中受力方向。探究一：探究一：磁场对运动电荷是否有力作用？磁场对运动电荷是否有力作用？将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发觉电子束运动将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发觉电子束运动轨迹发生了弯曲。轨迹发生了弯曲。一束电子流一束电子流第4页 运动电荷在磁场中运动电荷在磁场中受到作用力叫做受到作用力叫做洛洛伦兹力。伦兹力。第5页荷兰物理学家荷兰物理学家荷
4、兰物理学家荷兰物理学家 洛伦兹洛伦兹洛伦兹洛伦兹（LorentzLorentz，1853192818531928）洛伦兹洛伦兹“我们时代最伟大我们时代最伟大最尊贵人最尊贵人”。第6页追追问问1：猜猜测测洛洛伦伦兹兹力力方方向向与与磁磁场场方方向向、运运动动电电荷荷速速度度方向相关系是否正确？方向相关系是否正确？追问追问3：可用什么简练方法表达这三者方向关系呢？：可用什么简练方法表达这三者方向关系呢？追问追问2：三者方向在空间上存在怎样关系？：三者方向在空间上存在怎样关系？追追问问4：怎怎样样判判断断运运动动负负电电荷荷在在磁磁场场中中受受到到洛洛伦伦兹兹力力方方向？向？探究二探究二 ：怎样确定
5、洛伦兹力方向：怎样确定洛伦兹力方向第7页 洛伦兹力方向洛伦兹力方向-左手定则左手定则vv1 1、伸开左手，使大拇指和其余四伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿过手心，若入磁场中，让磁感线穿过手心，若四指指向四指指向正电荷正电荷运动方向，那么拇运动方向，那么拇指所指方向就使指所指方向就使正电荷正电荷所受洛伦兹所受洛伦兹力方向力方向 2 2、若为、若为负电荷，负电荷，四指指向四指指向负电荷负电荷运动运动反方向反方向，那么拇指所指方向就是，那么拇指所指方向就是负电荷负电荷所受洛伦兹力方向所受洛伦兹力方向ff第8页VBVv1v2VB
6、+洛伦兹力洛伦兹力F与与v、B三者间方向关系三者间方向关系BF+FF第9页课堂练习课堂练习:1.1.判断以下粒子刚进入磁场时所受洛伦兹判断以下粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向力方向.+qv甲甲f+q v丙丙f f垂直纸面向外垂直纸面向外+qv乙乙f+qv丁丁f f垂直纸面向外垂直纸面向外第10页探究三探究三 洛伦兹力大小：洛伦兹力大小：（1）探究思绪）探究思绪，猜测洛伦兹力与安猜测洛伦兹力与安培力关系培力关系安培力安培力洛伦兹力微观微观微观微观宏观宏观宏观宏观安培力是洛伦兹力宏观表现。逻辑思维魅力逻辑思维魅力第11页 （2）逻辑推理：逻辑推理：洛伦兹力表示式洛伦兹力表示式 建模建模.swf.s
7、wf 设有一段长为设有一段长为设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为，横截面积为，横截面积为S S直直直直导线，单位体积内自由电荷数为导线，单位体积内自由电荷数为导线，单位体积内自由电荷数为导线，单位体积内自由电荷数为n n，每个自由电荷电，每个自由电荷电，每个自由电荷电，每个自由电荷电荷量为荷量为荷量为荷量为q q，自由电荷定向移动速率为，自由电荷定向移动速率为，自由电荷定向移动速率为，自由电荷定向移动速率为v v。这段通电导线。这段通电导线。这段通电导线。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为垂直磁场方向放入磁感应强度为垂直磁场方向放入磁感应强度为垂直磁场方向放入磁感应强
8、度为B B匀强磁场中，求匀强磁场中，求匀强磁场中，求匀强磁场中，求（1 1 1 1）电流强度）电流强度）电流强度）电流强度I I。（2 2 2 2）通电导线所受安培力通电导线所受安培力通电导线所受安培力通电导线所受安培力。（3 3 3 3）这段导线内自由电荷数。）这段导线内自由电荷数。）这段导线内自由电荷数。）这段导线内自由电荷数。（4 4 4 4）每个电荷所受洛伦兹力。）每个电荷所受洛伦兹力。）每个电荷所受洛伦兹力。）每个电荷所受洛伦兹力。第12页导线中电流强度导线中电流强度 I =导线中电荷总个数为导线中电荷总个数为N=每个电荷受力为每个电荷受力为nqSvnSL导线受安培力为导线受安培力为
9、 F安安 =BIL=BnqSvL推导第13页v 问题若此电荷不垂直射入磁场，问题若此电荷不垂直射入磁场，电荷受到洛伦兹力又怎样呢电荷受到洛伦兹力又怎样呢？洛伦兹力洛伦兹力：f=qVB (V垂直垂直B）B B1 1B B2 2第14页（1 1）f f洛洛=qVB (VB=qVB (VB）（2 2）f f洛洛=0 (VB=0 (VB）（3 3）当）当V V与与B B成一角度成一角度时时f f洛洛=qVBsin=qVBsin 对公式了解对公式了解第15页探究四探究四 洛伦兹力特点洛伦兹力特点 （2 2）洛伦兹力对带电粒子运动速度有什么影响？）洛伦兹力对带电粒子运动速度有什么影响？只只改变改变粒子速度
10、粒子速度方向方向，不改变不改变粒子速度粒子速度大小。大小。（3 3）洛伦兹力对带电粒子做功是多少？）洛伦兹力对带电粒子做功是多少？因为洛伦兹力方向一直与带电粒子运动方向垂直，因为洛伦兹力方向一直与带电粒子运动方向垂直，所以所以洛伦兹力对运动电荷洛伦兹力对运动电荷永远永远不做功。不做功。（1 1）洛伦兹力方向既垂直于磁场，又垂直于）洛伦兹力方向既垂直于磁场，又垂直于 速度，速度，即垂直于即垂直于v v和和B B所组成平面所组成平面第16页当堂检测当堂检测 1 1、电子以初速度、电子以初速度V V垂直进入磁感应强度垂直进入磁感应强度为为B B匀强磁场中匀强磁场中,则则 ()()A.A.磁场对电子作
11、用力一直不变磁场对电子作用力一直不变.B.B.磁场对电子作用力一直不做功磁场对电子作用力一直不做功 C.C.电子速度一直不变电子速度一直不变.D.D.电子动能一直不变电子动能一直不变BD第17页2.一带负电小滑块从光滑斜面顶端滑至底一带负电小滑块从光滑斜面顶端滑至底端时速率为端时速率为V；若加一个垂直纸面向外匀；若加一个垂直纸面向外匀强磁场，则它滑至底端时速率将（强磁场，则它滑至底端时速率将（）A.变大变大 B.变小变小 C.不变不变 D.条件不足，无法判断条件不足，无法判断C第18页 3、来自宇宙质子流，以与地球表面垂直、来自宇宙质子流，以与地球表面垂直方向射向赤道上空某一点，则这些质子方向
12、射向赤道上空某一点，则这些质子在进入地球周围空间时，将在进入地球周围空间时，将()A.竖直向下沿直线射向地面竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地面向东偏转相对于预定地面向东偏转C.相对于预定点稍向西偏转相对于预定点稍向西偏转D.相对于预定点稍向北偏转相对于预定点稍向北偏转 vB第19页+以正电荷为例以正电荷为例第20页应用应用 电视显像管工作原理电视显像管工作原理 1 1、要使电子打在、要使电子打在A A点，偏转磁场点，偏转磁场应该沿什么方向？应该沿什么方向？垂直纸面向外垂直纸面向外2 2、要使电子打在、要使电子打在B B点，偏转磁场点，偏转磁场应该沿什么方向？应该沿什么方向？垂直纸面向里垂
13、直纸面向里3 3、要使电子束从、要使电子束从A A点向点向B B点逐步移动，偏转磁场应点逐步移动，偏转磁场应该怎样改变？该怎样改变？先垂直纸面向外并逐步减小，先垂直纸面向外并逐步减小，然后垂直纸面向里并逐步增大。然后垂直纸面向里并逐步增大。模拟演示模拟演示第21页第22页若有一电子束以垂直于纸面向里速度从若有一电子束以垂直于纸面向里速度从O O点射入点射入.则电子运动轨迹则电子运动轨迹?绕有绝缘通电导线铁环绕有绝缘通电导线铁环,电流方向如图所表示电流方向如图所表示.向右偏转向右偏转向左偏转向左偏转向下偏转向下偏转向上偏转向上偏转第23页小结1 1、洛伦兹力：磁场对运动电荷作用力、洛伦兹力：磁场
14、对运动电荷作用力 安培力是洛伦兹力宏观表现安培力是洛伦兹力宏观表现2 2、洛伦兹力方向：左手定则、洛伦兹力方向：左手定则 F v F B F v F B 3 3、洛伦兹力大小：、洛伦兹力大小：F F洛洛=qVBsin=qVBsin VB VB F F洛洛=qVB=qVB VBVB F F洛洛=0=04 4、特点：洛伦兹力只改变速度方向，不改变、特点：洛伦兹力只改变速度方向，不改变 速度大小，洛速度大小，洛伦兹力对运动电荷不做功伦兹力对运动电荷不做功 第24页作业 1）整理笔记，完成学案。2）完成课后2、3题。第25页V洛伦兹力洛伦兹力F与与v、B三者间方向关系三者间方向关系BF+第26页第27
15、页VBVv1v2VB+洛伦兹力洛伦兹力F与与v、B三者间方向关系三者间方向关系BF+FF第28页探究二探究二 洛伦兹力方向：洛伦兹力方向：安培力是磁场对电流作用力安培力是磁场对电流作用力电流是电荷定向移动形成电流是电荷定向移动形成 洛伦兹力是磁场对运动电荷作用力洛伦兹力是磁场对运动电荷作用力磁场对电流作用力实质是磁场对运磁场对电流作用力实质是磁场对运 动电荷作用力动电荷作用力 洛伦兹力方向能够用洛伦兹力方向能够用左手定则左手定则判定判定 理论理论:猜测：猜测：第29页vvvv设有一段长为设有一段长为L，横截面积，横截面积为为S直导线，单位体积内自由电直导线，单位体积内自由电荷数为荷数为n，每个自由电荷电荷量，每个自由电荷电荷量为为q，自由电荷定向移动速率为，自由电荷定向移动速率为v.这段通电导线垂直磁场方向放入这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为磁感应强度为B匀强磁场中，求：匀强磁场中，求：(1)通电导线中电流通电导线中电流.(2)通电导线所受安培力通电导线所受安培力.(3)这段导线内自由电荷数这段导线内自由电荷数.(4)每个电荷所受洛伦兹力每个电荷所受洛伦兹力.第30页电荷量为q粒子以速度v运动时,假如速度方向与磁感应强度方向垂直垂直,那么粒子所受洛伦兹力为(v垂直垂直B)问题问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到洛伦兹力又怎样呢?第31页第32页